FR 2700860 A1 19940729 FR 9400757 A 19940125 i CABLE SOUS-MARIN A FIBRES OPTIOUES La présente invention est relative à un câble sous- marin à fibres optiques. La figure 8 est une coupe transversale d'un câble sous-marin classique à fibres optiques ayant 48 fibres optiques Ce câble a été réellement utilisé au Japon dans une application de communications optiques sous-marines. En se référant à la figure 8, une unité d'assemblage ou noyau 82 comprend un fil métallique central 80, entouré par des éléments de fibres optiques 81, et comprend un composé de résine remplissant tout l'espace vide du noyau 82 Les éléments de fibres optiques 81 comprennent une pluralité de fibres optiques Des éléments de résistance 84 a et 84 b, pour la résistance à la traction, sont disposés autour du noyau 82 Un tube de résistance à la pression 85, qui peut être une conduite extérieure en cuivre, entoure les éléments de résistance 84 a et 84 b Un composé 83, d'étanchéité à l'eau, remplit les espaces vides entre le tube de résistance à la pression 85 et du noyau 82, y compris les espaces entre les éléments de résistance 84 a et 84 b Une gaine en polyéthylène 86 recouvre la surface extérieure du tube de résistance à la pression 85, et une autre gaine en polyéthylène 87 recouvre la gaine en polyéthylène 86. Le câble sous-marin à fibres optiques est soumis à des pressions hydrostatiques considérables Afin de protéger les fibres optiques des contraintes de compression dans le sens radial, le câble sous- marin à fibres optiques a besoin d'une structure pour résister aux contraintes Un tube de résistance à la pression 85, fait de cuivre ou d'aluminium, est utilisé à cet effet dans le câble de la figure 8. L'humidité présente autour des fibres optiques dans le câble peut augmenter sous l'eau parce que l'eau passe à travers les gaines en polyéthylène 86 et 87 Les fibres optiques ont plus tendance à casser dans un environnement humide que dans un environnement sec parce qu'une minuscule crique sur la surface de la fibre optique est plus susceptible de progresser Pour éviter la rupture potentielle des fibres optiques, le tube de résistance à la pression 85 possède une structure étanche, sans un seul trou, grâce à un procédé de soudage. Cependant, lors d'un processus de fabrication d'un câble, l'eau peut avoir été adsorbée sur les surfaces des éléments de résistance 84 a et 84 b et sur la surface intérieure de la conduite extérieure 85 Pendant l'étape de revêtement par la gaine en polyéthylène 86, on applique de la chaleur et une certaine quantité d'eau adsorbée est libérée en vapeur à cause de la chaleur. Ainsi, l'eau vaporisée peut atteindre une pression de vapeur saturée pour former une petite quantité de condensation à l'intérieur du tube de résistance à la pression 85. La pénétration d'eau de mer dans le câble, à cause d'une rupture du tube de résistance à la pression 85, peut provoquer la corrosion des éléments de résistance 84 a et 84 b, ce dont il résulte une production d'hydrogène, hydrogène qui va, par ailleurs, augmenter la perte optique des fibres Ainsi, il est primordial d'éviter la pénétration de l'eau dans le câble La pénétration d'eau de mer dans le câble peut être provoquée par l'usure du câble ou par une ancre jetée d'un bateau, endommageant ou coupant le câble. Par conséquent, pour empêcher l'eau d'entrer en contact avec les éléments de fibres optiques 81, dans le câble classique, une résine, qui durcit sous l'action de rayons ultraviolets, remplit tout l'espace vide autour du fil métallique central 80 du noyau 82, à la figure 8. En outre, pour empêcher l'eau de se répandre dans les espaces entre la paroi interne du tube de résistance à la pression 85 et la paroi externe du noyau 82, un composé 83, étanche à l'eau, tel qu'une résine de polyuréthane, est disposé dans ces espaces, laissant quelques intervalles entre les barrages faits du composé. Pour comprimer le composé 83, pour empêcher l'eau de former un barrage, demande un très haut degré de dextérité dans le processus de fabrication du câble Pour limiter la progression de l'eau entrée dans le câble à 1 kilomètre par mois, la somme des sections en coupe de tous les passages d'eau dans le câble devrait être inférieure à la section en coupe d'un passage d'eau ayant un diamètre de 10 gm. Le noyau 82 a la fonction d'empêcher les fibres optiques de glisser pendant la pose et la récupération du câble Lorsque le câble est posé sous l'eau ou récupéré du fond de l'eau, à une profondeur de quelques milliers de mètres sous le niveau de la rer, il est samis à une variation de traction considérable, laquelle est proportionnelle au poids du câble La traction peut atteindre jusqu'à 10 000 kgf. Ainsi, les fibres optiques du câble sont soumises à une déformation d'allongement supérieure à 0,5 % Le noyau 82 rend le comportement des fibres optiques conforme à celui du câble. Pour résumer, le câble sous-marin à fibres optiques classique est caractérisé en ce que: ( 1) le câble comprend un tube de résistance à la pression qui a une structure étanche; ( 2) le câble comprend un noyau; et ( 3) le câble comprend des barrages faits d'un composé pour empêcher l'eau de pénétrer dans les espaces compris entre la paroi interne du tube de résistance à la pression 85 et la paroi externe du noyau 82. L'élément de fibres optiques 81 possède habituellement six à douze fibres optiques, et le nombre maximal de fibres optiques dans le câble est limité à quarante-huit. Une pression de flambage, P, d'un tube de résistance à la pression ayant un rayon moyen r, est donnée par l'équation suivante ( 1) P = {E/4 ( 1 2)}(t/r)3 ( 1) dans laquelle l'épaisseur, le module de Young et le coefficient de Poisson du tube sont respectivement t, E et 9 Un mode de réalisation du câble de la figure 8 comporte un tube de résistance à la pression ou un conduit extérieur 85 fait de cuivre, ayant un diamètre extérieur d'environ 11,4 mm Ainsi, la pression de flambage du tube seul est calculée selon l'équation ( 1) et est égale à environ 200 atm Puisque la pression de flambage est proportionnelle à l'inverse du cube du rayon moyen selon l'équation ( 1), l'augmentation du nombre de fibres optiques conduit à un diamètre plus grand du noyau 82, lequel augmente davantage le rayon du tube de résistance à la pression, de sorte que la pression de flambage du tube diminue Par conséquent, le nombre de fibres optiques logées dans le câble classique est limité de façon inhérente. Courber un câble provoque une contrainte de flexion e dans les fibres optiques du câble La contrainte de flexion E d'une fibre optique est donnée par l'équation suivante ( 2): e = r 1 / r 2 ( 2) dans laquelle r 1 est la distance entre l'axe central du câble et l'axe central de la fibre optique; et r 2 est le rayon de courbure du câble. Le câble de la figure 8 possédant 48 fibres optiques a une valeur r 1 égale à 2,5 mm Pendant la pose du câble, le câble est soumis à un fléchissement, le rayon de courbure étant d'environ 0,5 mètres au niveau de la poulie sur le bateau Ainsi, selon l'équation 2, la déformation de flexion de la fibre optique atteint, à cette occasion, 0,5 t. L'augmentation supplémentaire du nombre de fibres optiques dans le câble conduit à l'augmentation de la contrainte de flexion des fibres optiques, augmentant la probabilité que les fibres optiques puissent avoir leur résistance mécanique détériorée En outre, il est techniquement difficile de garantir la fiabilité d'un câble ayant une structure avec un nombre accru de fibres optiques sur une longue période de temps Par conséquent, il est difficile d'augmenter le nombre de fibres optiques dans le câble de la figure 8 au-delà de quarante-huit. L'augmentation du nombre de fibres optiques dans le câble de la figure 8 augmente le temps de raccord des fibres optiques Pour établir une connexion entre des fibres optiques, les fibres optiques fragiles, fines d'une unité de fibres doivent être séparées de l'unité de fibres Cela prend un certain temps pour mener cette séparation, etle temps requis pour la séparation augmente avec le nombre de fibres optiques En outre, chacune des fibres optiques du câble de la figure 8 est distincte de sorte que chaque fibre doit être séparée de l'unité et ensuite raccordée à une autre fibre, une par une Comme résultat, le raccordement des fibres optiques du câble de la figure 8 prend environ huit heures De plus, il n'est pas facile de reconnaître chaque fibre parce que la fibre est très fine La réparation du câble doit être faite dans les 24 heures en mer, en partie parce que le temps peut ne pas être stable Par conséquent, en fonction également de ce point de vue, il est difficile d'augmenter le nombre de fibres optiques dans le câble de la figure 8 au-delà de quarante-huit. Pour toutes les raisons précédemment mentionnées, le nombre maximal de fibres optiques, dans le câble de la figure 8, est limité à quarante-huit. A l'inverse, la figure 9 est un exemple d'une coupe transversale d'un câble terrestre conventionnel à fibres optiques possédant 100 fibres optiques Ce câble comporte une barre à encoches u structure cannelée 93 entourant un fil métallique central 94 Chacune des encoches au cannelures de la structure cannelée 93 contient cinq rubans optiques 91 empilés l'un sur l'autre, et chacun des rubans 91 contient quatre fibres optiques Une bande 92, pour absorber l'eau, est disposée autour de la structure cannelée 93, et une gaine en polyéthylène 95 entoure la bande absorbante 92 Une paire de fibres 96 est disposée dans une des cannelures Le câble représenté à la figure 9 ne contient pas de tube métallique hermétique pour résister à la pression de sorte que ce câble n'est pas adapté à une utilisation en milieu sous-marin. L'objectif de la présente invention est de proposer un câble sous- marin à fibres optiques adapté pour fonctionner sur des fonds marins profonds pendant une longue période de temps, adapté pour la pose et la récu- pération du câble, et adapté pour la réparation rapide. Spécifiquement, l'objectif de la présente invention est de proposer un câble sous-marin à fibres optiques qui possède une structure étanche de résistance à la pression, qui résiste aux contraintes de compression à grande profondeur; ce qui évite à l'eau, qui a pénétré dans le câble, de se répandre dans tout le câble; ce qui réduit le glissement des fibres optiques pendant la pose et la récupération du câble; ce qui permet le raccordement des fibres optiques dans les 24 heures sur un bateau de câblage; et ce qui conduit à une fiabilité excellente sur une longue période de temps Un autre objectif de la présente invention est de proposer un câble qui contient des fibres optiques ayant des déformations de traction modulées le long de la direction axiale de ces fibres de façon à supprimer la diffusion Brillouin stimulée dans les fibres optiques de façon à augmenter la puissance d'entrée admissible par les fibres optiques. Un mode de réalisation de la présente invention propose un câble sous-marin à fibres optiques constitué d'un fil métallique central; une structure cannelée entourant le fil métallique central, la structure cannelée comprenant des cannelures hélicoïdales périphériques, au moins une des cannelures recevant un ruban optique, le ruban optique possédant au moins deux fibres optiques, chacune de ces au moins deux fibres optiques ayant une déformation de traction comprise entre 0,01 % et 0,3 le long de son axe; une gaine absorbante entourant la structure cannelée et fermant les cannelures de la structure cannelée, la gaine absorbante comprenant une couche entourant et étant en contact avec la structure cannelée pour absorber l'eau; une pluralité d'éléments de résistance enroulés de manière hélicoïdale autour de la gaine absorbante; un blindage métallique entourant les éléments de résistance, la paroi interne du blindage métallique étant en contact avec au moins un des éléments de résistance; au moins un barrage pour empêcher l'eau, qui a pénétré, de se répandre dans l'espace entre les éléments de résistance, et entre la gaine absorbante et le blindage métallique; et une gaine en plastique entourant le blindage35 métallique, la paroi interne de la gaine en plastique étant en contact avec le blindage métallique; dans lequel le câble est capable de résister aux pressions hydrostatiques auxquelles il est soumis. Comme variante, une des cannelures peut recevoir au moins une fibre optique. Comme mentionné précédemment, il est difficile d'augmenter le nombre de fibres optiques au-delà de 48 avec la structure de câble possédant le noyau Ainsi, le câble de la présente invention a adopté une structure cannelée dans laquelle les fibres optiques sont disposées dans les cannelures de la structure cannelée Pour satisfaire tous les objectifs de la présente invention, le câble de la présente invention possède une structure étanche de résistance à la pression; une gaine absorbante en contact avec la surface radiale de la structure cannelée; et, pour faire concorder une déformation de câble le long de son axe avec une déformation de fibres optiques, les fibres optiques, ayant une déformation de traction comprise entre 0,01 -O et 0, 3 % le long de leur axe, sont disposées dans les cannelures de la structure cannelée. La prévention de la pénétration de l'eau dans le câble sous des pressions hydrostatiques supérieures à quelques centaines d'atmosphères et la formation de condensation à l'intérieur du tube de résistance à la pression, dépendent de la capabilité de la gaine absorbante. Le pas d'enroulement des fils métalliques d'acier peut être modulé le long de la direction axiale de ces derniers de façon à moduler la déformation de traction résiduelle dans les fibres optiques La répartition de déformation dans les fibres optiques supprime la diffusion Brillouin stimulée dans ces dernières. Le pas d'enroulement des éléments de résistance peut changer progressivement dans une plage d'environ 10 à 100 fois le diamètre extérieur de la structure cannelée de façon à moduler la déformation de traction des fibres optiques de sorte que la diffusion de Brillouin stimulée dans les fibres optiques est supprimée La plage du pas d'enroulement devrait être comprise entre mm et 1 000 mm De préférence, le pas d'enroulement des éléments de résistance change progressivement dans une plage de 200 mm à 500 mm. Des détails supplémentaires sont expliqués ci- dessous à l'aide d'exemples représentés dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe transversale d'un câble sous-marin à fibres optiques ayant 100 fibres optiques selon la présente invention; la figure 2 représente des courbes de l'humidité relative en fonction du taux saturé d'absorption d'eau de la bande absorbante utilisée dans le mode de réalisation de la figure 1, respectivement à 25 OC et à 5 OC; la figure 3 montre le résultat de la pénétration d'eau dans le câble du mode de réalisation représenté à la figure 1 en fonction de la pression; la figure 4 montre la longueur de retrait d'un ruban optique dans le câble de la figure 1, ayant une longueur de 120 mètres, en fonction de la durée de soumission du câble à une traction de 4 500 +/ 1 000 kgf, la figure 5 est une coupe transversale d'un câble sous-marin à fibres optiques, selon la présente invention, lequel contient une résine molle qui remplit l'espace vide de chaque cannelure; la figure 6 est une coupe d'un câble sous-marin à fibres optiques, selon la présente invention, lequel contient une résine dure dans les cannelures laissant des intervalles entre elles; la figure 7 est une vue en coupe d'un câble sous- marin à fibres optiques, selon la présente invention, lequel possède plusieurs âmes de câbles; la figure 8 est une coupe transversale d'un câble sous-marin à fibres optiques classique; la figure 9 est une coupe transversale d'un câble terrestre conventionnel à fibres optiques ayant 100 fibres optiques; et la figure 10 est une vue de profil avec une partie de coupe, représentant les étapes de préparation des fils métalliques d'acier et de formation du blindage métallique; la figure Il est une coupe d'une partie agrandie de la figure 10; la figure 12 (a) montre la relation entre le pas d'enroulement des fils métalliques d'acier et la distance depuis une extrémité du câble; et la figure 12 (b) montre la relation entre la déformation de traction résiduelle d'une fibre optique et la distance depuis une extrémité d'une boucle de fibre. La figure 1 est une coupe transversale d'un mode de réalisation d'un câble sous-marin à fibres optiques ayant I 00 fibres optiques, selon la présente invention Le tableau 1 montre les dimensions et les matériaux des différents composants du mode de réalisation. Un fil métallique central 10 est disposé à la position radiale la plus interne du câble L'axe du fil métallique coïncide avec l'axe du câble Le fil métallique central n'est pas destiné à résister aux contraintes de traction appliquées au câble La présence du fil métallique central 10 facilite la production d'une structure cannelée il par extrusion Sans qu'il soit nécessaire de le préciser, à la place du fil métallique central, un toron de fils métalliques d'acier enroulés de manière hélicoïdale peut être utilisé de façon à il contribuer à la résistance du câble aux contraintes de traction. Une structure cannelée il entoure le fil métallique sans laisser d'espaces vides entre la structure 11 et le fil métallique 10 La structure 11 est faite, par exemple, d'un matériau plastique, tel que du polyoléfine et du Nylon. La structure 11 a des cannelures hélicoïdales 12 qui s'étendent de manière continue sur toute la longueur du câble Chaque cannelure 12 peut recevoir au moins un ruban optique 13 Cependant, lorsque le nombre de fibres optiques nécessaires est limité, certaines des cannelures 12 peuvent ne pas contenir de ruban optique 13. Chaque cannelure 12 s'étend comme une hélice continue ayant un pas qui peut être égal à environ 25 à fois le diamètre extérieur de la structure 11 Par exemple, lorsque le diamètre extérieur de la structure est de 9,5 mm, le pas de l'hélice peut être égal à environ 250 à 600 mm. La structure cannelée 1 h procure une résistance à la compression suffisante de façon à retenir la partie pleine entre deux cannelures adjacentes 12 Selon le mode de -réalisation représenté à la figure 1, un matériau adéquat pour la structure cannelée 11 a un module de Young de préférence non inférieur à 160 kgf/mm 2 environ, dans lequel 1 kgf est équivalent à 9,80665 N Par exemple, une structure cannelée 1 h peut avoir un diamètre extérieur de 9,5 mm et peut être faite à partir d'un polyéthylène à haute densité ayant un module de Young d'environ 160 kgf/mm 2 La structure 11 est produite de manière classique, par exemple par extrusion autour du fil métallique central 10. Chaque cannelure 12 peut recevoir au moins un ruban optique 13, comme le mode de réalisation représenté à la figure 1 Un ruban optique 13 contient au moins deux, voire plusieurs, fibres optiques disposées selon un ruban par l'intermédiaire, par exemple, d'un adhésif approprié, d'un polymère synthétique, etc Une cannelure 12 ayant une largeur de 1,4 mm et une profondeur de 2,8 mm, par exemple, peut contenir cinq ou six rubans 13 empilés horizontalement, et chacun des rubans 13 peut contenir quatre fibres optiques. Chaque cannelure 12 peut avoir un espace vide o les rubans optiques 13 ne sont pas disposés, comme le montre le mode de réalisation représenté à la figure 1. Comme variante, comme le montre la figure 5, une gelée synthétique molle 51 peut remplir l'espace dans chaque cannelure 12 a de façon à empêcher l'eau de pénétrer dans la cannelure 12 a De préférence, la gelée synthétique a un module de Young d'environ 1 kgf/mm 2. Les rubans optiques 13 a, dans les cannelures 12 a, peuvent être en partie remplis par de la graisse de silicone, ou d'autres graisses, ou une résine molle synthétique polymérique pour empêcher sensiblement la transmission de la pression isostatique vers les rubans optiques 13 a Le composé maintient les rubans optiques 13 a au fond des cannelures 12 a. Dans une variante de mode de réalisation, comme le montre la figure 6, des barrages 55 peuvent être disposés tous les mètres dans la cannelure 12 b Un barrage peut être fait d'une résine de polyuréthane qui possède une propriété telle que la résine devient dure lors de la polymérisation Comme variante, le barrage peut être fait à partir de la gelée synthétique molle. Dans le mode de réalisation de la figure 5, la gelée 51 remplit, de manière continue, l'espace dans la cannelure le long de la direction de la cannelure Au contraire, dans le mode de réalisation de la figure 6, l'espace dans la cannelure est rempli, de manière discontinue, le long de la direction de la cannelure. Une fibre optique peut avoir une légère déformation de traction le long de son axe, d'environ 0,01 % à 0,3 A, de préférence entre 0,05 O environ à 0,2 % environ de façon à ce que la fibre optique ne subisse pas plus de retrait ou de glissement pendant la pose ou la récupération du câble La fibre optique, avec la légère traction, est fabriquée en donnant une traction en sens inverse d'environ 0,05 kgf par exemple Un kgf est équivalent à 9,80665 N Une fibre optique, sans déformation, est connue dans la littérature, par exemple dans la Publication de Brevet Japonais 58-54362. De préférence, une fibre optique est revêtue de carbone La rugosité de surface du revêtement de carbone est, de préférence, inférieure à 50 nm, mesurée par un microscope à balayage, de façon à augmenter la résistance mécanique de la fibre optique. Une gaine absorbante est disposée autour de la structure cannelée 11, et la gaine peut être une bande absorbante 14 La gaine absorbante possède une couche absorbante pour absorber l'eau sur sa surface interne de sorte que la couche absorbante ferme les cannelures 12 de la structure cannelée 11 La couche absorbante est en contact étroit avec la structure cannelée 11 La couche absorbante comprend un composé qui absorbe l'eau, par exemple un composé acrylique comprenant un polyacrylate et un copolymère d'acétylvinyle et d'acrylate de méthyle. De préférence, le composé acrylique est adapté pour être utilisé dans une eau salée, telle que l'eau de mer La gaine absorbante n'est pas destinée à résister aux contraintes, que ce soit dans les directions longitudinale ou transversale. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, une bande absorbante 14 est enroulée autour de la structure 11, et la bande 14 est fournie en tant que gaine absorbante La bande absorbante possède un composé absorbant étalé sur la surface intérieure de la bande absorbante pour former une couche absorbante Dans ce mode de réalisation, la bande absorbante 14, avec la surface revêtue, ferme la cannelure 12 de la structure cannelée 11 de sorte que le composé absorbant est en contact avec les cannelures 12. La bande absorbante 14, par exemple, est faite d'une résine polysulfone, telle que UDEL qui est un nom commercial déposé par Union Carbide, ASTREL qui est un nom commercial déposé par 3 M, et VICTREX qui est un nom commercial déposé par ICI Par exemple, une bande absorbante ayant une largeur de 30 mm est enroulée autour de la structure cannelée il avec un demi-chevauchement de façon à ce qu'une demi-largeur environ de la bande absorbante du second enroulement recouvre environ une demi- largeur du premier enroulement de la bande qui est situé sous le second enroulement de la bande. De préférence, le composé absorbant est sous forme de poudre et a la propriété de se dilater lors de l'absorption d'eau La poudre absorbante est, de préférence, étalée sur une bande absorbante de façon à ce que la poudre puisse être retirée de la bande absorbante. Lors de la pénétration d'eau dans les cannelures 12 du câble, la poudre enlevée de la bande absorbante 14 absorbe l'eau qui a pénétré et se dilate dans la cannelure 12 de façon à empêcher l'eau de se répandre davantage dans la cannelure 12. Dans un mode de réalisation de l'invention, comme le représente la figure 1, une âme centrale contient un fil métallique central 10, une structure cannelée 11 ayant des cannelures hélicoïdales périphériques 12, des rubans optiques 13 dans chaque cannelure 12, et une bande absorbante. Une pluralité d'éléments de résistance 15 est enroulée de manière hélicoïdale autour de la gaine absorbante Les éléments de résistance les plus intérieurs 15 sont en contact avec la gaine absorbante 14 Les éléments de résistance 15 ont des dimensions et une résistance suffisantes pour résister aux contraintes de traction qui sont appliquées au câble pendant la pose au fond de l'eau et pendant la récupération de celui-ci depuis le fond de l'eau. Un blindage métallique ou une conduite extérieure 16 entoure les éléments de résistance 15 La paroi interne du blindage métallique 16 est en contact avec les éléments de résistance les plus extérieurs 15, et, de préférence, les éléments de résistance les plus extérieurs 15, qui sont enroulés de manière hélicoïdale, déforment la surface la plus intérieure du blindage métallique de façon à ne pas dérouler les éléments Le blindage métallique 16 procure une résistance à la compression suffisante de façon à résister aux pressions hydrostatiques considérables qui règnent en profondeur. De préférence, le tube de résistance à la pression 16 a une structure étanche. Le blindage métallique 16 peut être formé en soudant une bande métallique, telle qu'une bande de cuivre, en contact direct avec les éléments de résistance les plus extérieurs radialement 15 Ensuite, ce câble, avec le blindage métallique solidement attaché, peut subir un étirage à travers une filière, suivi par un laminage de sorte que la paroi interne du blindage métallique 16 soit déformée par les éléments de résistance les plus extérieurs 15 de façon à intégrer le blindage métallique 16 et les éléments de résistance 15. Par exemple, le blindage métallique 16, qui est fait d'une bande de cuivre d'une épaisseur de 0,7 mm, a un diamètre extérieur de 15,0 mm. Des barrages 17 sont disposés entre les éléments de résistance 15 de façon à empêcher l'eau qui a pénétré dans le câble de se répandre à l'intérieur du blindage métallique 16 Les barrages sont faits d'un composé empêchant la pénétration de l'eau, tel qu'une résine polyuréthane Par exemple, la résine polyuréthane décrite dans le brevet U S N O 4 726 649 peut être utilisée Un barrage 17 remplit l'espace entre la gaine absorbante 14 et l'intérieur du blindage métallique 16 Les barrages 17, faits de résine polyuréthane, sont disposés dans l'espace en laissant des intervalles tous les 10 mètres environ le long de l'axe. La figure 2 est un graphique montrant la relation entre un taux d'absorption saturé de la bande absorbante utilisée dans le mode de réalisation de la figure 1 pour une humidité relative de 25 OC et de 5 OC Un taux d'absorption saturé est un rapport du poids d'une bande absorbantesèche sur le poids de la même bande absorbante qui a absorbé l'eau jusqu'à saturation Ce taux d'absorption saturé indique la capacité d'absorption d'eau de la bande absorbante. La figure 2 montre qu'un rapport d'absorption saturé de la bande absorbante augmente lorsque l'humidité du milieu, dans lequel se trouve la bande, augmente. Cependant, un taux d'absorption saturé ne change pas beaucoup en modifiant les températures Par conséquent, lorsqu'une bande absorbante n'atteint pas son niveau de saturation d'eau à température ambiante, de la vapeur d'eau à l'intérieur du blindage métallique 16 ne forme pas de condensation parce que le blindage métallique 16 est étanche. L'humidité, à l'intérieur du tube de résistance à la pression 16, dépend du taux d'absorption de la bande absorbante au moment de la formation du blindage métallique, par exemple en soudant une bande métallique, parce que l'humidité due à l'eau de mer à l'extérieur du câble ne peut pas pénétrer à l'intérieur du tube étanche de résistance à la pression 16 Comme le représente la figure 2, on suppose que le taux d'absorption de la bande absorbante est égal à 10 A, alors l'humidité relative à l'intérieur du tube de résistance à la pression 16 peut être maintenue à environ 45 W Un taux d'humidité de cette valeur est favorable au maintien d'une bonne fiabilité des fibres optiques pendant une longue période de temps Garder le taux d'absorption de la bande absorbante au- dessous du taux d'absorption saturé au moment de l'achèvement du câble, permet de maîtriser l'humidité à l'intérieur du blindage métallique 16 parce que la bande 14 a la capacité d'adsorber l'eau à l'intérieur du blindage métallique 16. Une gaine en plastique 18 recouvre le blindage métallique 16, et la gaine en plastique peut être faite de polyéthylène. Pendant l'étape de revêtement, une partie évaluée à mg de l'eau adsorbée sur les surfaces de la conduite en cuivre, sur une longueur d'un mètre, se transforme en vapeur, et est donc libérée à l'intérieur du blindage métallique Ainsi, un câble classique peut être confronté au phénomène de formation de condensation à l'intérieur du blindage métallique. Au contraire, un câble, d'un mode de réalisation de la présente invention, possède une bande absorbante 14 qui a la capacité d'absorber l'eau pour empêcher la formation de condensation Par conséquent, un câble d'un mode de réalisation de la présente invention a l'avantage que la formation de condensation à l'intérieur du blindage métallique 16 ne se produit pas à cause de la bande 14 En conséquence, un câble de la présente invention ne subit pas les effets nuisibles de la condensation à l'intérieur du blindage métallique 16; ces effets nuisibles comprennent, par exemple, l'oxydation des éléments de résistance 15, laquelle détériore la résistance mécanique de ces derniers, et la production d'hydrogène, laquelle augmente la perte optique. A l'inverse, un câble terrestre à fibres optiques, comme le représente la figure 9, ne possède pas de structure étanche, et la vapeur d'eau pénètre à travers la gaine en plastique 8, qui est perméable à l'eau, de sorte que l'intérieur du câble peut être rempli de vapeur d'eau jusqu'à un taux d'absorption saturé Ainsi, il est impossible d'utiliser le câble terrestre sous l'eau. La figure 3 montre la longueur de pénétration d'eau dans le câble du mode de réalisation représenté à la figure 1 en fonction de la pression On a effectué un test en mesurant la pénétration de l'eau dans le câble. Le câble, d'une longueur de 120 mètres, est introduit dans un tube de résistance à la pression pour le test de pénétration d'eau Ensuite, une eau de mer artificielle est appliquée sous une certaine pression, à l'une des extrémités ouvertes du câble de sorte que l'eau s'écoule dans le câble depuis la première extrémité ouverte dans le sens vers l'autre extrémité ouverte Après avoir maintenu la pression d'eau à un niveau constant pendant un certain temps, la pression de l'eau est abaissée jusqu'à la pression normale Ensuite, le câble est retiré de l'eau et démonté, et alors la longueur de la pénétration de l'eau, à partir de l'extrémité ouverte d'entrée, est mesurée. Le test montre qu'il faut 65 minutes pour avoir une pénétration de cent mètres d'eau sous une pression de 400 atmosphères Puisque la longueur de la pénétration d'eau dans le câble est proportionnelle à la racine carrée du temps, la pénétration de l'eau sur une période de deux semaines est estimée, sur la base de ces données, à environ 1 800 mètres Par conséquent, cette performance du câble de la figure 1 est satisfaisante pour une application pratique sous des pressions d'eau considérables. Un procédé de remontée d'un câble sous-marin à fibres optiques depuis une mer profonde implique le découpage du câble en plusieurs morceaux, au fond de l'eau, et la remontée de chaque morceau de façon à diminuer la traction nécessitée pendant la récupération du câble Cependant, lorsque ce procédé est exécuté, les rubans optiques ou les fibres optiques du morceau peuvent résister à une certaine élongation à partir de la section coupée pendant l'opération de récupération Plus courte est cette longueur de retrait, ou plus court est ce glissement de fibre, du ruban optique pendant cette opération, mieux c'est. La longueur de retrait du ruban optique 13, ou la longueur du glissement de fibre, dans le câble de la figure 1, ayant une longueur de 120 mètres, est mesurée lorsqu'un cycle de traction de 4 500 +/ 1 000 kgf est appliqué sur une période de 300 minutes La traction est périodiquement alternée avec un cycle de 6 secondes Le temps est considéré comme une variable, et le plus long temps est de cinq heures Les conditions expérimentales sont équivalentes aux conditions que rencontrerait le câble à une profondeur de 4 000 mètres. La figure 4 montre le résultat du test et montre la relation entre la longueur de retrait, ou le glissement de fibre, d'un ruban optique 13 et le temps pendant lequel le câble est soumis à la traction Après deux heures de traction, la longueur de retrait du ruban optique 13 est de 60 cm lorsque le pas de la cannelure 12 du câble est de 500 mm Au contraire, la longueur de retrait du ruban optique 13 est de 8 cm lorsque le pas de la cannelure 12 est de 250 mm Ainsi, on a trouvé qu'un pas plus court de la cannelure 12 réduit la longueur de retrait du ruban optique 13 Le pas plus court de la cannelure 12 augmente probablement la force de friction entre le ruban optique 13 et la cannelure 12. Après que l'eau a été appliquée, sous une pression de 100 atmosphères, pendant une heure, à une extrémité ouverte du câble de la figure 1, d'une longueur de 120 mètres, ayant un pas de cannelure 12 égal à 500 mm, une expérience identique a été menée sur ce câble pour déterminer la longueur de retrait Cette expérience a montré que le retrait du ruban optique 13 n'est pas observé après qu'une traction a été appliquée au câble pendant cinq heures On pense que cela est provoqué par l'augmentation de la force de friction du ruban optique 13 avec la cannelure 12 en raison de l'expansion de la bande absorbante 14. Par conséquent, un pas plus court de la cannelure 12 et une bande absorbante 14 réduisent la longueur de retrait d'un ruban optique 13 pendant la récupération du câble qui est coupé en morceaux. Lorsque le pas de la cannelure 12 est trop long, il devient difficile de relâcher la déformation de cintrage des fibres optiques Ainsi, la limite supérieure du pas de la cannelure 12 est d'environ 600 mm. Le résultat du test de pression d'eau sur le câble de la figure 1 est décrit dans la suite du document. Puisque la structure cannelée 11, faite d'un polyéthylène à haute densité, ayant un module de Young d'environ 160 kgf/mm 2, supporte le tube de résistance à la pression 16 par l'intermédiaire des éléments de résistance 15, la pression de flambage du câble est plus grande que la valeur calculée à partir de l'équation ( 1) pour le tube seul Le test de pression montre que la pression de flambage du câble est supérieure à environ 800 atmosphères, et cette valeur est satisfaisante lors de la pose et de la mise en oeuvre du câble à grande profondeur. Le câble de la présente invention possède deux avantages, par rapport au câble classique, lors du raccordement des fibres optiques Premièrement, les fibres optiques du câble de la présente invention sont disposées dans des cannelures 12 de sorte qu'il est plus facile de retirer les fibres optiques Deuxièmement, plusieurs, quatre par exemple, fibres optiques du câble de la présente invention sont liées ensemble sous la forme d'un ruban optique 13 de sorte que le raccordement des rubans optiques 13, en utilisant un équipement de raccordement de fibres multiples par fusion, est plus facile que le raccordement individuel des fibres optiques, une par une En outre, la reconnaissance par couleurs est plus facile lorsque des rubans optiques 13 sont utilisés Comme résultat, cela prend seulement quatre heures pour retirer les fibres optiques et pour raccorder les fibres optiques du câble n'ayant pas moins de 100 fibres optiques, comme le représente la figure 1. Le câble à fibres optiques de la présente invention peut supprimer la diffusion Brillouin stimulée dans les fibres optiques Comme le décrit la Demande de Brevet Japonais Publiée 4-212 114, qui correspond au brevet U S. 136 673, une fibre optique peut avoir une déformation modulée le long de sa direction axiale de façon à supprimer la diffusion Brillouin stimulée Dans le processus de fabrication du câble de la présente invention, les fibres optiques peuvent avoir une déformation modulée le long de leur axe. Le processus de fabrication du câble peut comprendre les étapes suivantes: ( 1) fabrication d'une âme de câble comprenant, de plus, les étapes de mise en place des fibres optiques dans les cannelures d'une structure cannelée, et ensuite d'enroulement d'une bande absorbante autour de la35 structure cannelée de façon à fermer les cannelures; ( 2) mise en place d'une pluralité de fils métalliques d'acier entourant l'âme de câble, et ensuite formation d'un blindage métallique, lequel peut être une conduite de cuivre soudée, entourant les fils métalliques d'acier; et ( 3) extrusion d'une gaine en polyéthylène entourant le blindage métallique. La figure 10 représente la seconde étape de mise en place des fils métalliques d'acier et la formation du blindage métallique Une structure cannelée llb est tirée par une chenille de tirage 101 au moyen d'une force de traction T 3 La structure cannelée llb passe à travers une filière 102 pour enrouler les fils métalliques d'acier 15 b autour de la structure cannelée llb La structure cannelée llb est soumise à une traction en sens inverse Ti, et les fils métalliques d'acier 15 b sont soumis à une traction en sens inverse T 2 La structure cannelée llb passe, de plus, à travers un guide 104, et un appareil 105 pour souder une conduite de cuivre 16 b. La figure 11 est une partie agrandie de la figure La figure Il représente une étape de réduction du diamètre d'une conduite de cuivre soudée 16 b, en utilisant un dispositif de réduction 108 pour laminer et une plaque de filière 109 La plaque de filière 109 réduit le diamètre de la conduite de cuivre 16 b de façon à mettre en contact la paroi interne de la conduite de cuivre 16 b avec les fils métalliques d'acier 15 b et de façon à mettre en contact les fils métalliques d'acier 15 b avec l'âme de câble, en appliquant une force de compression autour de la structure cannelée llb par l'intermédiaire des fils métalliques d'acier 15 b Comme résultat, la structure cannelée lîb est soumise à une force de tirage P dans le sens inverse de façon à donner une déformation de traction à la fois à la structure cannelée 11 b et aux fibres optiques dans la cannelure. Après que la structure cannelée llb est passée à travers la plaque de filière 109, la conduite de cuivre 16 b et les fils métalliques d'acier 15 b s'intègrent dans l'âme de câble de sorte que les déformations de traction de la structure cannelée lîb et des fibres optiques subsistent dans le câble résultant Les déformations de traction résiduelles sont proportionnelles à la force de tirage P Puisque la force de tirage P dépend du coefficient de friction entre les fils métalliques d'acier 15 b et l'âme de câble, un pas d'enroulement plus long des fils métalliques d'acier 15 b réduit le coefficient de friction de façon à diminuer la force de tirage P Par conséquent, la modulation du pas d'enroulement des fils métalliques d'acier conduit à la modulation de la déformation de traction résiduelle. En outre, les déformations de traction résiduelles peuvent être réduites par l'augmentation de la rigidité de traction de la structure cannelée Evidemment, plus le diamètre extérieur de la structure cannelée est petit, plus les déformations de traction résiduelles sont petites Par conséquent, les déformations de traction résiduelles peuvent être modulées en modulant la rigidité de traction de la structure cannelée le long de sa direction axiale, ou en modulant le diamètre extérieur de la structure cannelée. Les figures 12 (a) et 12 (b) montrent la relation entre le pas d'enroulement des fils métalliques d'acier et la déformation de traction résiduelle d'une fibre optique La relation montrée est un résultat de mesure. Pour la mesure, un câble de 500 mètres de long a été fabriqué tout en modulant le pas d'enroulement des fils métalliques d'acier le long de la direction axiale de ce câble. A la figure 12 (a), le pas des fils métalliques d'acier varie progressivement entre 200 mm et 500 mm, et le pas d'enroulement varie de 280 mm à 470 mm et ensuite de 470 mm à 280 mm En d'autres termes, le point sommet du pas d'enroulement à 470 mm est admissible pour satisfaire à la notion de "progressivement" Bien que la variation du pas d'enroulement de la figure 12 (a) soit linéaire tout au long du câble, la variation du pas d'enroulement n'est pas limitée à la linéarité Par exemple, le pas d'enroulement des éléments de résistance peut varier en fonction d'une courbe sinusoïdale tout au long du câble. Dans le câble, les rubans optiques, ayant quatre fibres optiques, sont disposés dans les cannelures, et les extrémités des quatre fibres optiques d'un des rubans optiques sont reliées par raccordement par fusion de façon à former une boucle de fibres optiques ayant une longueur de 2 000 mètres Une répartition de la déformation de traction le long de la direction axiale de la boucle est mesurée par un OTDA de Brillouin L'autre spécification du câble est décrite au tableau 1 Les fibres optiques sont revêtues de carbone qui procure une excellente fiabilité sur une longue période de temps pour la déformation de traction. Comme le représente la figure 12 (b), la déformation de traction de la boucle est comprise entre 0,05 % et 0,2 A, en fonction de la modulation du pas d'enroulement, de sorte que la puissance d'entrée admissible dans les fibres optiques augmente de plus de 20 d B La déformation de traction n'augmente pas la perte de transmission des fibres optiques. A l'inverse, une déformation de traction maximale des fibres optiques de 0,35 i conduit à une perte de transmission de 0,02 d B/km lorsqu'une lumière, ayant une longueur d'onde de 1,5 gm, se propage dans les fibres optiques Les fibres optiques sont des fibres optiques monomode ayant une longueur d'ondes de 1,5 gm à dispersion nulle Une déformation de traction ne dépassant pas 0,3 % est préférable de façon à maintenir la perte de transmission à un niveau faible. A la figure 12 (b), la déformation de traction de la boucle varie périodiquement le long de sa direction axiale Cependant, pour supprimer la dispersion de Brillouin stimulée, la modulation de la déformation de traction dans une fibre optique n'est pas limitée à la périodicité le long de la direction axiale de cette fibre. Fabriquer le câble de la présente invention est plus facile que de fabriquer le câble classique représenté à la figure 8 Pour former une âme centrale ayant 48 fibres optiques dans le câble de la figure 8, des unités de fibres optiques ayant 12 fibres optiques sont fabriquées et constituent la première étape, et ensuite quatre unités sont assemblées ensemble dans la seconde étape Au contraire, pour fabriquer le câble de la présente invention, une seule étape nécessite que les rubans optiques 13 soient insérés dans les cannelures 12. Ainsi, fabriquer le câble de la présente invention prend moins de temps que fabriquer le câble classique, et cela coûte 30 % de moins. Dans un mode de réalisation de l'invention, comme le représente la figure 7, le câble possède un toron 60 de fils métalliques d'acier enroulés de manière hélicoïdale pour résister aux contraintes de traction appliquées au câble et possède plusieurs âmes de câble 61 entourant le toron 60 de fils métalliques d'acier Chaque âme de câble 61 possède un fil métallique central 70; une structure cannelée 71 entourant le fil métallique central 70 et ayant des cannelures hélicoïdales périphériques 72; au moins un ruban optique 73 dans chaque cannelure 72, le ruban optique comprenant une pluralité de fibres optiques; une gaine 74 pour absorber l'eau, gaine qui entoure la structure cannelée 71; et une gaine en plastique 75 entourant la gaine absorbante 74. Un blindage métallique 64 entoure les âmes de câble 61, et une gaine en plastique 65 entoure le blindage métallique 64 Un composé 62, pour bloquer la pénétration de l'eau, remplit les espaces libres entre la paroi interne du blindage métallique 64 et l'extérieur des âmes de câble 61 Une gaine en plastique 65 entoure, de plus, le blindage métallique 64. La présente invention propose un câble sous-marin à fibres optiques ayant 100 fibres optiques Au contraire, le câble classique n'est pas capable de loger autant de fibres optiques Le câble sous-marin à fibres optiques de la présente invention est adapté pour fonctionner en eau profonde pendant une longue période de temps, pour les opérations de pose et de remontée, et pour une réparation rapide. Le câble de la présente invention est caractérisé en ce que la présence d'une structure cannelée augmente la résistance à la pression d'une structure étanche de résistance à la pression; une bande absorbante évite la pénétration de l'eau La présence d'une bande absorbante et un pas de cannelures approprié évitent le retrait des rubans optiques pendant les opérations de remontée du câble La présence d'une bande absorbante assèche les fibres optiques dans le câble, aboutissant à une bonne fiabilité du câble sur une longue période de temps Il est facile de raccorder les rubans optiques, et le câble peut être rapidement réparé En outre, le câble de la présente invention est de fabrication économique et extrêmement pratique quant à son application. Les fibres optiques utilisées dans le câble de la présente invention peuvent avoir des déformations de traction résiduelles de façon à supprimer la dispersion de Brillouin stimulée Par conséquent, la puissance d'entrée admissible, pour ces fibres optiques, augmente de sorte que la distance d'une ligne de transmission entre deux répéteurs devient plus grande. On comprendra que différents changements, modifications et/ou additions puissent être apportés aux particularités des modes de réalisation préférés et possibles de l'invention, comme décrit dans ce document, sans sortir de l'étendue de l'invention comme défini dans les revendications. Tableau 1 Dimension Matériau Structure cannelée Diamètre extérieur: 9,5 mm Polyéthylène Cannelure: 1,4 x 2,4 mm Elément de Diamètre 1, 83 mm x 20 Fil métallique résistance d'acier Blindage métallique Diamètre extérieur: 14,5 mm Cuivre Epaisseur: 0,7 mm Gaine en plastique Diamètre extérieur: 22,5 mm Polyéthylène Bande absorbante Largeur: 30 mm Composé acrylique de Chevauchement: 1/2 poudre de polysulfone Composé de résine Résine uréthane REVENDICATIONS 1 Câble sous-marin à fibres optiques constitué par: un fil métallique central ( 10) une structure cannelée ( 11) entourant ledit fil métallique central ( 10), ladite structure cannelée ( 11) comprenant des cannelures hélicoïdales périphériques ( 12), au moins une desdites cannelures ( 12) recevant un ruban optique ( 13), ledit ruban optique ( 13) possédant au moins deux fibres optiques, chacune desdites au moins deux fibres optiques ayant une déformation de traction comprise entre environ 0,01 % et 0,3 % le long de son axe; une gaine absorbante ( 14) entourant la structure cannelée ( 11) et fermant lesdites cannelures ( 12) de ladite structure cannelée ( 11), ladite gaine absorbante ( 14) comprenant une couche entourant et étant en contact avec ladite structure cannelée ( 11) pour absorber l'eau; une pluralité d'éléments de résistance ( 15) enroulés de manière hélicoïdale autour de ladite gaine absorbante ( 14); un blindage métallique ( 16) entourant lesdits éléments de résistance ( 15), la paroi interne dudit blindage métallique ( 16) étant en contact avec au moins l'un desdits éléments de résistance ( 15); au moins un barrage ( 17) pour empêcher l'eau, qui a pénétré, de se répandre dans l'espace entre lesdits éléments de résistance ( 15), et entre ladite gaine absorbante ( 14) et ledit blindage métallique ( 16); et une gaine en plastique ( 18) entourant ledit blindage métallique ( 16), la paroi interne de ladite gaine en plastique ( 18) étant en contact avec ledit blindage métallique ( 16); dans lequel, ledit câble est capable de résister aux pressions hydrostatiques auxquelles il est soumis. 2 Câble sous-marin à fibres optiques constitué par: un fil métallique central ( 10); une structure cannelée ( 11) entourant ledit fil métallique central ( 10), ladite structure cannelée ( 11) comprenant des cannelures hélicoïdales périphériques ( 12), au moins une desdites cannelures ( 12) recevant au moins une fibre optique, ladite au moins une fibre optique ayant une déformation de traction comprise entre environ 0,01 % et 0,3 % le long de son axe; une gaine absorbante ( 14) entourant la structure cannelée ( 11) et fermant lesdites cannelures ( 12) de ladite structure cannelée ( 11), ladite gaine absorbante ( 14) comprenant une couche entourant et étant en contact avec ladite structure cannelée ( 11) pour absorber l'eau; une pluralité d'éléments de résistance ( 15) enroulés de manière hélicoïdale autour de ladite gaine absorbante ( 14); un blindage métallique ( 16) entourant lesdits éléments de résistance ( 15), la paroi interne dudit blindage métallique ( 16) étant en contact avec au moins l'un desdits éléments de résistance ( 15); au moins un barrage ( 17) pour empêcher l'eau, qui a pénétré, de se répandre dans l'espace entre lesdits éléments de résistance ( 15), et entre ladite gaine absorbante ( 14) et ledit blindage métallique ( 16); et une gaine en plastique ( 18) entourant ledit blindage métallique ( 16), la paroi interne de ladite gaine en plastique ( 18) étant en contact avec ledit blindage métallique ( 16); dans lequel, ledit câble est capable de résister aux pressions hydrostatiques auxquelles il est soumis. 3 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite gaine absorbante ( 14) est constituée d'une bande absorbante. 4 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite couche d'absorption d'eau comprend un composé acrylique pour absorber l'eau. 5 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un pas d'enroulement desdits éléments de résistance ( 15) varie progressivement à l'intérieur d'une plage égale à environ 10 à 100 fois le diamètre extérieur de ladite structure cannelée ( 11) de façon à moduler la déformation de traction desdites fibres optiques. 6 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 5, dans lequel le pas d'enroulement desdits éléments de résistance ( 15) varie progressivement à l'intérieur d'une plage de 200 mm à 500 mm. 7 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un pas desdites cannelures ( 12) est compris entre environ 25 à 60 fois le diamètre extérieur de ladite structure cannelée ( 11). 8 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites cannelures ( 12) ont plusieurs desdits barrages ( 55) laissant des intervalles entre lesdits barrages ( 55). 9 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites cannelures ( 12) sont remplies d'une gelée synthétique molle ( 51) de façon à éviter la pénétration d'eau à l'intérieur. Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la déformation de traction desdites fibres optiques est comprise entre environ 0,05 % et 0,2 % le long de son axe. 11 Câble sous-marin à fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la déformation de traction desdites fibres optiques est modulée de façon à supprimer la diffusion Brillouin stimulée à l'intérieur.